浅谈公路连拱隧道设计要点

高 旭(绵阳市川交公路规划勘察设计有限责任公司 四川绵阳 621000)

浅谈公路连拱隧道设计要点

高 旭
(绵阳市川交公路规划勘察设计有限责任公司 四川绵阳 621000)

随着社会经济的不断发展，高等级的公路建设也有了相当快速的发展。在这个过程当中，连拱隧道被越来越多的采用，建设的规模得到了进一步的加强，连拱隧道在设计和施工技术方面也变得日渐成熟。本文首先对连拱隧道进行了概述；其次，对连拱隧道设计的重点进行了分析探究；最后对连拱隧道在公路当中的实际应用做出了探究。

公路；连拱隧道；设计

在现代公路设计当中，尤其是山区公路的设计施工当中，连拱隧道的设计被越来越多的应用。而且，在公路建设当中的环保要求也越来越高，因此需要在连拱隧道当中尽量体现保护自然、以人为本的设计理念。在公路设计的过程当中，连拱隧道是一项比较特殊的设计形式，已经成为了现阶段高速公路短隧道的主要结构。

一、连拱隧道概述

连拱隧道，是现阶段的山区高速公路短隧道设计的主要结构形式，利用此种设计形式建设的隧道，双洞轴线之间的间距是相对较小的，从而导致

两端对接线地形的要求不高。与此同时，接线工程量的减少，也就直接导致了线型方面的顺畅。如果需要进行大型开挖，利用此种方式可以做到在不破坏自然景观的基础上，避免边坡出现失去稳定的现象。在线路的布线方面是相当便捷的，在洞口段也最大限度地减少了工程公路建设占地面积的永久性。

值得注意的是，利用此种方式对隧道进行设计的时候，在设计方面是比较繁琐的，并且对于施工的要求也相当高，直接造成了施工进度相当缓慢的现象。与此同时，工期的延长也会使得临时支护在隧道造价当中的所占比例进一步增大。在线型方面，对于平曲线和竖曲线的半径要求也是相当高的，从而可以保证隧道内部可以得到良好的视距，有利于隧道内部汽车尾气的排放。

二、连拱隧道设计的重点

在进行连拱隧道设计的时候，需要对几个方面的内容进行重点设计，分别是内轮廓、结构、排水这三个方面

1、连拱隧道内轮廓

在对连拱隧道的内轮廓进行相关设计的时候，需要满足行业规范对于内轮廓的要求，隧道内部的设备亦要满足空间方面的需求。与此同时，还要结合当地的地质条件、围岩类别、结构受力的特点以及工程造价等各方面的因素，来使得衬砌的结构受力能够达到均匀以及合理的要求。在目前阶段，我国的连拱隧道内轮廓主要分为两种形式，分别是直中墙净空轮廓和曲中墙净空轮廓。对于直中墙净空轮廓来说，施工工艺是相对简便的，在隧道内部的行车道中心线和隧道外部的路基行车道中心线的偏离程度较小，但在视觉方面呈现出一般的效果。而相对来说，曲中墙净空轮廓的视觉效果是相对较好的，左右隧道内部的行车道中心线和外部的路基中心线偏离要相对较大。

2、连拱隧道结构设计

连拱隧道的结构设计包括初期支护、二次衬砌、防水排水以及中隔墙。在这几个过程当中，中隔墙的设计对隧道围岩的稳定性以及安全性有着直接的影响。因此中隔墙的厚度在设计的时候需要根据周围不同的围岩来进行确定。

3、连拱隧道的防排水设计

在连拱隧道的防水排水设计方面，可以参考分离式隧道的设计来进行，值得注意的是如果需要对三层中墙的连拱隧道进行设计，需要在二衬和中隔墙之间设置纵向和环向排水弹簧软管。

三、实例运用

1、工程概况

在某公路工程当中，通过对路线平纵面的比较，在全公路线上需要进行 5座隧道的设计，有2座分离式的隧道，3座连拱式的。在本工程当中，公路的设计等级为高速公路，双向四车道，设计时速为100km/h，纵坡需要控制在3%以内，路基宽度为26m，中间带的宽度为3.5m。

2、设计原则

在该工程的洞门设计当中，需要根据当地的地形、地质以及水文等相关条件，来对边坡的稳定性进行充分设计，在满足各方面的要求情况下，使得洞口设计可以达到美观、简约、自然的特点。

3、隧道形式以及设计特点

隧道形式：在该隧道的设计当中，分为分离式和连拱式隧道两种形式，在中隔墙不同的情况下，又可以将连拱隧道分为整体式和复合式两种类型。该工程中的中隔墙断面示意图如图1所示

图1 该工程的连拱隧道曲中墙断面形式示意图

结构设计特点：该工程的结构设计主要分为初期支护、二次衬砌、中隔墙以及防水排水设计等。在中导洞贯通之后就可以进行中墙的修建，需要使中墙的顶部和中导洞的顶部保持密切的接触。

隧道内轮廓：复合式曲中墙的结构在视觉方面是具有良好的视觉效果的，而且内轮廓和单洞隧道内部的轮廓在本质上是没有任何区别的，可以对台车的效率进行有机利用，有效节约施工成本。在隧道的内轮廓选用方面，利用三心圆的方式来进行，宽度保持在11.4m左右，高度保持在7.3m左右。值得注意的是复合式曲中墙的连拱隧道两个洞内的行车道中心线和外部路基的线路的左右行车道中心线的偏离值是相对较大的，从而在进出洞口和路基的连接处要设计相对较长的过渡段。

衬砌结构支护参数：在连拱隧道初期支护的设计当中，主要以系统锚杆和喷射混凝土（含钢架）为主。二次衬砌为钢筋混凝土结构。

在隧道建成之后的运营初期的时候，主要的承载体系为初期支护，次要的承载体系为围岩和二衬；在外力的作用之下，初期支护和二衬的作用是相互的，可以对外界的荷载力进行共同承担；与此同时，承载外界荷载的比例和初期支护和二衬的刚度成正比的关系。在隧道长期运营之后，二衬将会逐渐成为大部分的承载力。在外界的荷载作用力之下，主要的承载体系为二衬和初期支护。

4、施工注意事项

在进行施工的时候，对于围岩的扰动应该尽量减少，尽量采用弱爆破施工的方式来进行。在导洞以及左右洞的开挖过程当中，两个拱脚处以及拱顶的变形情况要保持高度的重视，从而来确保施工的安全。在进行隧道的开挖之后，对于洞口段的二次衬砌，混凝土的强度应该在达到 70%以上的时候，才可以进行拆模，并且洞口段的实时信息应该进行及时的检测。

结语：综上所述，连拱公路隧道在进行平面线形和洞口位置的选择方面的自由度是相当大的，因此在一些国内的中短隧道的设计施工当中，通常都会采取此种形式的隧道结构。值得注意的，此种结构形式的施工工艺是相当复杂的，工期较长，在设计当中需要对结构的安全性和防排水系统的合理性进行充分考虑，并采用良好的施工方法，以此来保证隧道的顺利施工以及安全稳定。

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1007-6344（2016）06-0087-01